JP2008007870A - Polyester fine fiber and its fiber product - Google Patents

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JP2008007870A JP2006177448A JP2006177448A JP2008007870A JP 2008007870 A JP2008007870 A JP 2008007870A JP 2006177448 A JP2006177448 A JP 2006177448A JP 2006177448 A JP2006177448 A JP 2006177448A JP 2008007870 A JP2008007870 A JP 2008007870A
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Miyuki Senda
みゆき 千田
Mitsue Kamiyama
三枝 神山
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Teijin Fibers Ltd
帝人ファイバー株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyester fine fiber having excellent hygroscopicity and keeping characteristic good shape stability and heat resistance of polyester fibers. <P>SOLUTION: The polyester fine fiber is composed mainly of polyethylene terephthalate and has a fiber diameter of ≥50 nm and ≤800 nm, a strength of 1.5-6.0 cN/dtex, an elongation of 15-60% and a moisture absorption of ≥1.5% at 35°C and 95% relative humidity. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、優れた吸湿性を有し、かつ、形態安定性・耐熱性の良好なポリエステル微細繊維に関するものである。さらに詳しくはインナー、中衣、スポーツ衣料などの衣料用素材、産業資材製品、生活資材製品、環境資材製品、医薬・衛生製品に好適に使用することができる高吸湿性のポリエステル微細繊維に関するものである。   The present invention relates to a fine polyester fiber having excellent hygroscopicity and good shape stability and heat resistance. More specifically, it relates to highly hygroscopic polyester fine fibers that can be suitably used for clothing materials such as inner, pants and sports clothing, industrial material products, daily life material products, environmental material products, pharmaceutical and hygiene products. is there.
従来、ポリエステルは、耐熱性、耐薬品性などに優れており、合成繊維、ビデオやオーディオ用の2軸延伸テープ、そして食品容器としての透明ボトルなどに広く用いられている。合成繊維では、衣料繊維用途、そしてタイヤコードなどの産業資材用途がある。特に、衣料繊維用途では、ウオッシュ・アンド・ウェア(W&W)性、形状記憶安定性などに優れるため、大きいシェアを持っている。しかし、ポリエステル繊維は、羊毛、綿などの天然繊維に比べて吸湿性が低いため、インナー、スポーツ衣料など肌に触れるあるいは肌側に近い状態で着用される用途で、発汗によるムレ、ベタツキなどが生じ、快適性の点で天然繊維よりも劣っている。   Conventionally, polyester is excellent in heat resistance and chemical resistance, and is widely used for synthetic fibers, biaxially oriented tapes for video and audio, and transparent bottles as food containers. Synthetic fibers can be used for clothing fibers and industrial materials such as tire cords. In particular, clothing fibers have a large market share because of excellent wash and wear (W & W) properties and shape memory stability. However, polyester fibers are less hygroscopic than natural fibers such as wool and cotton, so they can be worn on the skin or close to the skin such as inner and sports clothing. And is inferior to natural fiber in terms of comfort.
そのため、従来より、ポリエステル繊維に吸湿性を付与するための研究が行われてきた。例えば、原糸改質する方法と後加工段階で吸湿性を付与する方法が考えられる。前者では、熱可塑性樹脂を芯部とし、繊維形成性ポリエステル樹脂を鞘部とする芯鞘型複合繊維であって、該芯部を形成する熱可塑性樹脂がポリエーテルエステルアミドであり、かつ芯部の比率が複合繊維全重量の5〜30重量%である芯鞘型複合繊維が特許文献1で、吸湿性成分(ポリアルキレンオキサイドとポリオールおよび脂肪族ジイソシアネート化合物との反応によって得られたポリアルキレンオキサイド変性物)と、主としてPPT(ポリプロピレンテレフタレート)ポリマーとから構成されているポリエステル繊維が特許文献2に提案されている。しかし、染色などの熱水処理時に芯部の吸湿率が高いので芯部と鞘部との水膨潤差により繊維表面にひびや割れが生じて吸湿性成分の流出などの問題点がある。   Therefore, conventionally, research for imparting hygroscopicity to polyester fibers has been performed. For example, a method of modifying the raw yarn and a method of imparting hygroscopicity in the post-processing stage are conceivable. In the former, a core-sheath type composite fiber having a thermoplastic resin as a core and a fiber-forming polyester resin as a sheath, wherein the thermoplastic resin forming the core is a polyether ester amide, and the core The core-sheath type composite fiber having a ratio of 5 to 30% by weight of the total weight of the composite fiber is disclosed in Patent Document 1, and a hygroscopic component (polyalkylene oxide obtained by reaction of polyalkylene oxide with polyol and aliphatic diisocyanate compound) Patent Document 2 proposes a polyester fiber composed of a modified product) and mainly a PPT (polypropylene terephthalate) polymer. However, since the moisture absorption rate of the core part is high during hot water treatment such as dyeing, there is a problem that the fiber surface is cracked or cracked due to a difference in water swelling between the core part and the sheath part, and the hygroscopic component flows out.
また、後者としては、ポリエステル繊維にアクリル酸やメタクリル酸などをグラフト重合し、繊維内部にアルカリ金属で置換されたカルボキシル基を導入する方法や、アクリルアミドなどのようなアミド系化合物を多量にグラフト重合するなどが知られており、特許文献3に提案されている。このアルカリ金属で置換されたカルボキシル基の導入量を多くすれば吸湿特性は増大し、木綿以上の吸湿特性が得られる。しかしながら、該手法のような後加工法によって吸湿性を付与した布帛は、多量の吸湿成分が繊維表面に存在するために染色斑を生じやすいという問題点がある。
特開平2−99612号公報 特開2000−96343号公報 特開昭47−33192号公報
In addition, the latter includes graft polymerization of acrylic acid or methacrylic acid on polyester fibers and introducing carboxyl groups substituted with alkali metals into the fiber, or a large amount of amide compounds such as acrylamide. Is known and proposed in Patent Document 3. If the introduction amount of the carboxyl group substituted with the alkali metal is increased, the moisture absorption property is increased, and a moisture absorption property higher than that of cotton can be obtained. However, a fabric imparted with hygroscopicity by a post-processing method such as this method has a problem that dyeing spots are likely to occur because a large amount of hygroscopic components are present on the fiber surface.
JP-A-2-99612 JP 2000-96343 A JP 47-33192 A
本発明は、上記の問題点を克服し、優れた吸湿性を有し、かつ、形態安定性・耐熱性の良好なポリエステル微細繊維を提供することが課題である。   An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems, and to provide a fine polyester fiber having excellent hygroscopicity and good shape stability and heat resistance.
本発明は、ポリエチレンテレフタレートを主体とし、繊維径50nm以上800nm以下、強度が1.5〜6.0cN/dtex、伸度が15〜60%、かつ35℃,95%での吸湿率が1.5%以上であることを特徴とするポリエステル微細繊維に関する。
ここで、上記ポリエステル微細繊維は、繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが60Å(オングストローム)以上であり、かつ(100)面の見かけの結晶サイズが45Å以上であることが好ましい。
本発明のポリエステル微細繊維は、溶融粘度が高い易溶解成分と、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする溶融粘度が低い難溶解成分とを、前者を海成分とし後者を島成分として紡糸速度1,500〜6,000m/分で溶融紡糸した後、得られた海島型複合未延伸糸を温度60〜220℃で配向結晶化延伸させて海島型複合繊維となし、この海島型複合繊維から、海成分を抽出除去して島成分がポリエチレンテレフタレートを主体とする微細繊維として得られる。
上記海島型複合繊維においては、海成分と島成分の溶融粘度比(海/島)が1.1〜2.0であり、海成分と島成分の複合重量比率(海:島)が40:60〜5:95であることが好ましい。
また、海島型複合繊維の海成分は、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を6〜12モル%および分子量4,000〜12,000のポリエチレングリコールを3〜10重量%共重合した共重合ポリエチレンテレフタレートを主成分とするものが好ましい。
また、海島型複合繊維の海成分は、ポリアミドであり、ギ酸に可溶であるものも好ましい。
次に、本発明は、以上のポリエステル微細繊維からなる繊維製品に関する。
ここで、上記繊維製品の具体例としては、織編物、フェルトもしくは不織布、または組みひも状糸もしくは短繊維からなる紡績状糸が挙げられる。
また、上記繊維製品の用途としては、衣料・インテリア製品、産業資材製品、生活資材製品、環境資材製品、または医薬・衛生製品が挙げられる。
The present invention mainly comprises polyethylene terephthalate, fiber diameter of 50 nm to 800 nm, strength of 1.5 to 6.0 cN / dtex, elongation of 15 to 60%, and moisture absorption at 35 ° C. and 95% of 1. It is related with the polyester fine fiber characterized by being 5% or more.
Here, the polyester fine fiber preferably has an apparent crystal size of (010) plane in the fiber structure of 60 Å (angstrom) or more and an apparent crystal size of (100) plane of 45 Å or more.
The polyester fine fiber of the present invention comprises an easily soluble component having a high melt viscosity and an insoluble component having a low melt viscosity mainly composed of polyethylene terephthalate, the former being a sea component and the latter being an island component, and a spinning speed of 1,500 to After melt spinning at 6,000 m / min, the obtained sea-island type composite undrawn yarn is oriented and crystallized and stretched at a temperature of 60 to 220 ° C. to form a sea-island type composite fiber. By extraction and removal, the island component is obtained as fine fibers mainly composed of polyethylene terephthalate.
In the sea-island type composite fiber, the melt viscosity ratio (sea / island) of the sea component and the island component is 1.1 to 2.0, and the composite weight ratio (sea: island) of the sea component and the island component is 40: It is preferable that it is 60-5: 95.
The sea component of the sea-island type composite fiber is mainly copolymerized polyethylene terephthalate obtained by copolymerizing 6 to 12 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid and 3 to 10 wt% of polyethylene glycol having a molecular weight of 4,000 to 12,000. What is made into a component is preferable.
Further, the sea component of the sea-island type composite fiber is polyamide, and those that are soluble in formic acid are also preferable.
Next, this invention relates to the textiles which consist of the above polyester fine fiber.
Here, specific examples of the fiber product include woven or knitted fabric, felt or non-woven fabric, or spun yarn made of braided yarn or short fiber.
Examples of the use of the textile product include clothing / interior products, industrial material products, life material products, environmental material products, and pharmaceutical / hygiene products.
本発明によれば、優れた吸湿性を有し、かつ、ポリエステル繊維が本来有する形態安定性・耐熱性の良好なポリエステル微細繊維を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a fine polyester fiber having excellent hygroscopicity and good shape stability and heat resistance inherent in the polyester fiber.
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明のポリエステル微細繊維は、溶融粘度が高い易溶解成分とポリエチレンテレフタレートを主成分とする溶融粘度が低い難溶解成分とを、前者を海成分とし後者を島成分として紡糸速度1,500〜6,000m/分で溶融紡糸した後、得られた海島型複合未延伸糸を温度60〜220℃で配向結晶化延伸する海島型複合繊維から、海成分を抽出除去して得られる。
The present invention is described in detail below.
The polyester fine fiber of the present invention has a spinning speed of 1,500 to 6, with an easily soluble component having a high melt viscosity and an insoluble component having a low melt viscosity mainly composed of polyethylene terephthalate as the sea component and the latter as the island component. After melt spinning at 1,000,000 m / min, the obtained sea-island type composite undrawn yarn is obtained by extracting and removing sea components from the sea-island type composite fiber obtained by orientation crystallization drawing at a temperature of 60 to 220 ° C.
このポリエステル繊維は、繊維径50nm以上800nm以下、強度が1.5〜6.0cN/dtex、伸度が15〜60%であり、35℃,95%での吸湿率が1.5%以上であることに最大の特徴がある。35℃,95%での吸湿率が1.5%以上となるために、繊維の構造は、特に、(010)面の見かけの結晶サイズが60Å以上であり、(100)面の見かけの結晶サイズが45Å以上であることが重要である。   This polyester fiber has a fiber diameter of 50 nm to 800 nm, a strength of 1.5 to 6.0 cN / dtex, an elongation of 15 to 60%, and a moisture absorption rate of 1.5% or more at 35 ° C. and 95%. There is the biggest feature in being. Since the moisture absorption rate at 35 ° C. and 95% is 1.5% or more, the structure of the fiber has an apparent crystal size of (010) plane of 60 mm or more, and an apparent crystal of (100) plane. It is important that the size is 45 mm or more.
ここで、繊維径は、50〜800nm、好ましくは100〜500nmの範囲とする必要がある。繊維径を上記範囲とすることにより、本発明の海島型複合繊維から海成分を溶解除去して得られる直径50〜800nmの微細繊維の強度を1.5〜6.0cN/dtex、好ましくは2.5〜5.0cN/dtexで、伸度を15〜60%、好ましくは20〜40%とすることができる。
特に、本発明のポリエステル微細繊維の強度は、1.5cN/dtex以上であることが重要である。強度がこれよりも低いと目的とする微細繊維が得られない。
また、伸度が15%未満では、繊維構造自身が不安定で物性や繊維形態が不安定となりやすく好ましくない。一方、60%を超えると、高収縮となるために形態安定性が悪くなり好ましくない。
さらに、本発明のポリエステル微細繊維の35℃,95%での吸湿率は、1.5%以上、好ましくは1.5〜10%である。1.5%未満では、得られる繊維の吸湿性が劣り、目的とするポリエステル微細繊維は得られない。
Here, the fiber diameter needs to be in the range of 50 to 800 nm, preferably 100 to 500 nm. By adjusting the fiber diameter to the above range, the strength of fine fibers having a diameter of 50 to 800 nm obtained by dissolving and removing sea components from the sea-island composite fiber of the present invention is 1.5 to 6.0 cN / dtex, preferably 2 The elongation can be 15 to 60%, preferably 20 to 40% at 0.5 to 5.0 cN / dtex.
In particular, it is important that the strength of the polyester fine fiber of the present invention is 1.5 cN / dtex or more. If the strength is lower than this, the desired fine fiber cannot be obtained.
Also, if the elongation is less than 15%, the fiber structure itself is unstable, and the physical properties and fiber form tend to be unstable, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 60%, the shape stability is deteriorated because of high shrinkage, which is not preferable.
Furthermore, the moisture absorption at 35 ° C. and 95% of the polyester fine fiber of the present invention is 1.5% or more, preferably 1.5 to 10%. If it is less than 1.5%, the hygroscopicity of the resulting fiber is poor, and the desired polyester fine fiber cannot be obtained.
本発明のポリエステル微細繊維の構造は、特に(010)面の見かけの結晶サイズが60Å以上であり、(100)面の見かけの結晶サイズが45Å以上であることが好ましい。(010)面の見かけの結晶サイズが60Å未満、かつ(100)面の見かけの結晶サイズが45Å未満の場合には、目的とする吸湿率の高い微細繊維が得られない。ポリエチレンテレフタレートを主体とする繊維であることを考慮すると、(010)面の見かけの結晶サイズは85Åまで、(100)面の見かけの結晶サイズは90Åまでが好ましい。   In the structure of the polyester fine fiber of the present invention, the apparent crystal size of the (010) plane is particularly preferably 60 mm or more, and the apparent crystal size of the (100) plane is preferably 45 mm or more. When the apparent crystal size of the (010) plane is less than 60 mm and the apparent crystal size of the (100) plane is less than 45 mm, the desired fine fiber with high moisture absorption cannot be obtained. Considering that the fiber is mainly composed of polyethylene terephthalate, the apparent crystal size of the (010) plane is preferably up to 85 mm, and the apparent crystal size of the (100) plane is preferably up to 90 mm.
繊維が細くなればなるほど、見かけの結晶サイズは大きくなる傾向があり、この繊維構造を取ることにより、吸湿性が高くなる。これは、従来には見られなかったナノファイバー特有の現象である。繊維を細くしていくことで、限りなく高分子集合体単位を少なくすることにより、同じポリエステルという材料でも、従来にない性能向上や新機能の発現が得られることが判明した。ちなみに、一般的なテキスタイル繊維の繊維径は20μmであり、それを構成するポリマー本数は8.7億本であり、一方、繊維径100nmの場合には、数百〜数千のポリマーから構成されている。   As the fibers become thinner, the apparent crystal size tends to increase, and the hygroscopicity increases by adopting this fiber structure. This is a phenomenon unique to nanofibers that has not been seen in the past. It has been found that by reducing the number of polymer aggregate units as much as possible by making the fibers finer, even with the same polyester material, it is possible to obtain performance improvements and new functions that have never been seen before. Incidentally, the fiber diameter of a general textile fiber is 20 μm, and the number of polymers composing it is 870 million. On the other hand, when the fiber diameter is 100 nm, it is composed of hundreds to thousands of polymers. ing.
上記の繊維を得るためには、溶融粘度が高い易溶解成分とポリエチレンテレフタレートを主成分とする溶融粘度が低い難溶解成分とを、前者を海成分とし後者を島成分として、紡糸速度が好ましくは1,500〜6,000m/分で溶融紡糸した後、得られた海島型複合未延伸糸を温度が好ましくは60〜220℃で配向結晶化延伸させて海島型複合繊維となし、この海島型複合繊維から海成分を抽出除去して島成分がポリエチレンテレフタレートを主体とする微細繊維として得ることが好ましい。   In order to obtain the above fibers, an easily soluble component having a high melt viscosity and an insoluble component having a low melt viscosity mainly composed of polyethylene terephthalate, the former being a sea component and the latter being an island component, the spinning speed is preferably After melt spinning at 1,500 to 6,000 m / min, the obtained sea-island type composite undrawn yarn is oriented and crystallized and stretched at a temperature of preferably 60 to 220 ° C. to form a sea-island type composite fiber. It is preferable to extract and remove the sea component from the composite fiber to obtain the island component as a fine fiber mainly composed of polyethylene terephthalate.
本発明の海島型複合繊維を構成するポリマーは、海成分ポリマーが島成分ポリマーよりも溶解性が高い組合せであれば任意であるが、特に溶解速度比(海/島)は、好ましくは500以上、さらに好ましくは800〜3,000である。かかる溶解速度比が500未満の場合には、繊維断面中央部の海成分を溶解させている間に繊維断面表層部の島成分の一部も溶解されるため、海成分を完全に溶解除去するためには、島成分の何割かも減量されてしまうことになり、島成分の太さ斑や溶剤浸食による強度劣化が発生して、毛羽やピリングなどの品位に問題が生じやすくなる。
なお、ここで溶解速度とは、4%NaOH水溶液で95℃にて、減量時間に対する減量率(不溶解重量分率=1−減量率)と処理時間、繊維半径から溶解速度定数を下記式より算出する。
The polymer constituting the sea-island type composite fiber of the present invention is arbitrary as long as the sea component polymer is a combination having higher solubility than the island component polymer, but the dissolution rate ratio (sea / island) is preferably 500 or more. More preferably, it is 800 to 3,000. When the dissolution rate ratio is less than 500, part of the island component of the fiber cross-section surface layer is dissolved while the sea component of the fiber cross-section center is dissolved, so the sea component is completely dissolved and removed. For this reason, the island component is reduced by a percentage, and strength deterioration due to the thickness variation of the island component and solvent erosion occurs, and problems such as fluff and pilling are likely to occur.
Here, the dissolution rate is a 4% NaOH aqueous solution at 95 ° C., and the dissolution rate constant from the weight loss rate (insoluble weight fraction = 1−weight loss rate), treatment time, fiber radius, and calculate.
ここで、kは溶解速度定数、Rは不溶解重量分率、tは処理時間、r0は繊維半径である。
海成分ポリマーは、好ましくは島成分との溶解速度比が500以上であればいかなるポリマーであってもよいが、特に繊維形成性のポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレンなどが好ましい。例えば、アルカリ水溶液易溶解性ポリマーとしては、ポリ乳酸、超高分子量ポリアルキレンオキサイド縮合系ポリマー、ポリエチレングルコール系化合物共重合ポリエステル、ポリエチレングリコール系化合物と5−ナトリウムスルホン酸イソフタル酸の共重合ポリエステルが好適である。
また、海成分ポリマーとして、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン612、ナイロン11およびナイロン12などのポリアミドが例示され、とりわけナイロン6およびナイロン66などのポリアミドが好ましい。ナイロン6よりも繰返し単位中の炭素数が小さい、例えばナイロン4の場合、界面エネルギーが大きくなり、共重合ポリエチレンナフタレートとの親和性が不充分であり、高温での熱分解が発生し易いため好ましくない。ポリアミドは、ギ酸溶解性があり、ポリスチレン・ポリエチレンはトルエンなど有機溶剤に非常によく溶ける。
Here, k is a dissolution rate constant, R is an insoluble weight fraction, t is a treatment time, and r0 is a fiber radius.
The sea component polymer may be any polymer as long as the dissolution rate ratio with the island component is 500 or more, but fiber-forming polyester, polyamide, polystyrene, polyethylene, and the like are particularly preferable. For example, as an easily soluble polymer in an alkaline aqueous solution, polylactic acid, an ultra-high molecular weight polyalkylene oxide condensation polymer, a polyethylene glycol compound copolymer polyester, a copolymer polyester of polyethylene glycol compound and 5-sodium sulfonic acid isophthalic acid may be used. Is preferred.
Further, examples of the sea component polymer include polyamides such as nylon 6, nylon 66, nylon 612, nylon 11 and nylon 12, and polyamides such as nylon 6 and nylon 66 are particularly preferable. When the number of carbons in the repeating unit is smaller than that of nylon 6, for example, nylon 4, the interfacial energy is large, the affinity with copolymerized polyethylene naphthalate is insufficient, and thermal decomposition at high temperatures is likely to occur. It is not preferable. Polyamide is soluble in formic acid, and polystyrene and polyethylene are very soluble in organic solvents such as toluene.
なかでも、アルカリ易溶解性と海島断面形成性とを両立させるため、ポリエチレンテレフタレートを主体とするポリマーとしては、5−ナトリウムスルホイソフタル酸を6〜12モル%と分子量1,000〜12,000のポリエチレングルコール(PEG)を3〜10重量%共重合させた固有粘度(o−クロロフェノール中、35℃で測定)が0.4〜0.6dl/gのポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが好ましい。ここで、5−ナトリウムイソフタル酸は親水性と溶融粘度向上に寄与し、ポリエチレングリコール(PEG)は親水性を向上させる。   Among them, in order to achieve both easy alkali solubility and sea-island cross-sectional formability, the polymer mainly composed of polyethylene terephthalate has 6 to 12 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid and a molecular weight of 1,000 to 12,000. A polyethylene terephthalate copolymer polyester having an intrinsic viscosity (measured in o-chlorophenol at 35 ° C.) of 0.4 to 0.6 dl / g obtained by copolymerizing 3 to 10% by weight of polyethylene glycol (PEG) is preferable. Here, 5-sodium isophthalic acid contributes to improving hydrophilicity and melt viscosity, and polyethylene glycol (PEG) improves hydrophilicity.
ここで、5−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量が6モル%未満では、島に対する溶解速度が不十分であり、目的とする繊維が得られず、一方12モル%を超えると、溶融粘度が高くなるために紡糸性が悪くなるので好ましくない。5−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量は、好ましくは7〜11モル%である。
また、PEGの分子量は、1,000未満では、共重合ポリエステルの耐熱性が低下し、一方、12,000を超えると、その高次構造に起因すると考えられる親水性増加効果が大きくなるが、反応性が悪くなってブレンド系になるため、耐熱性・紡糸安定性などの点から好ましくない。さらに、PEGの共重合量が3重量%未満では、アルカリ易溶解性が不十分であり、目的とする繊維が得られず、一方10重量%を超えると、本来、溶融粘度低下作用があるので、本発明の目的を達成することが困難になる。したがって、上記の範囲で、両成分を共重合することが好ましい。PEGの共重合量は、好ましくは3〜8重量%である。
Here, when the copolymerization amount of 5-sodium sulfoisophthalic acid is less than 6 mol%, the dissolution rate with respect to the island is insufficient, and the intended fiber cannot be obtained. Since it becomes high and spinnability worsens, it is not preferable. The copolymerization amount of 5-sodium sulfoisophthalic acid is preferably 7 to 11 mol%.
In addition, when the molecular weight of PEG is less than 1,000, the heat resistance of the copolyester is lowered. On the other hand, when it exceeds 12,000, the effect of increasing hydrophilicity, which is considered to be due to the higher order structure, is increased. Since the reactivity becomes poor and a blend system is formed, it is not preferable from the viewpoints of heat resistance and spinning stability. Furthermore, if the copolymerization amount of PEG is less than 3% by weight, the alkali solubility is insufficient, and the target fiber cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 10% by weight, the melt viscosity is naturally reduced. It becomes difficult to achieve the object of the present invention. Therefore, it is preferable to copolymerize both components within the above range. The copolymerization amount of PEG is preferably 3 to 8% by weight.
一方、島成分ポリマーは、海成分との溶解速度差があり、特に繊維形成性のポリエチレンテレフタレートを85モル%以上構造単位にもつポリエステルが好ましい。
例えば、本発明において、島成分に用いるポリエステルは、構成する酸成分の85モル%以上がテレフタル酸からなり、少なくとも1種のグリコール、好ましくはエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールから選ぶことができる。かかるポリエステルには、本発明の目的を阻害しない範囲で従来公知の共重合成分が含まれていてもよく、例えば、かかるポリエステルには、本発明の目的を阻害しない範囲内、好ましくは15モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下の範囲内で従来公知の共重合成分が含まれていてもよく、例えば、イソフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ρ−オキシ安息香酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸を挙げることができる。また、上記グリコール以外のジオール化合物としては例えばシクロヘキサン−1,4−ジメタノール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールSなどの脂肪族、脂環族、芳香族のジオール化合物およびポリオキシアルキレングリコールなどをあげることができる。また、必要に応じて、適宜艶消し剤、制電剤、安定剤などの添加剤などを含むことができる。
On the other hand, the island component polymer has a difference in dissolution rate from the sea component, and polyester having a fiber-forming polyethylene terephthalate in a structural unit of 85 mol% or more is particularly preferable.
For example, in the present invention, the polyester used for the island component comprises 85 mol% or more of the acid component constituting terephthalic acid, and is selected from at least one glycol, preferably ethylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol. it can. Such a polyester may contain a conventionally known copolymer component within a range that does not impair the object of the present invention. For example, the polyester has a range that does not impair the object of the present invention, preferably 15 mol%. Hereinafter, a conventionally known copolymer component may be contained within a range of 10 mol% or less, such as isophthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, diphenyldicarboxylic acid, diphenoxyethanedicarboxylic acid, β-hydroxyethoxy. Mention may be made of aromatic, aliphatic and alicyclic bifunctional carboxylic acids such as benzoic acid, ρ-oxybenzoic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, etc. it can. Examples of diol compounds other than the above glycols include aliphatic, alicyclic and aromatic diol compounds such as cyclohexane-1,4-dimethanol, neopentyl glycol, bisphenol A and bisphenol S, and polyoxyalkylene glycol. I can give you. Further, if necessary, additives such as a matting agent, an antistatic agent, and a stabilizer can be appropriately included.
かかるポリエステルは任意の方法によって合成したものでよい。例えば、通常、テレフタル酸とエチレングリコールとを直接エステルか反応させるか、テレフタル酸ジメチルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエチレングリコールとをエステル交換反応させるか、またはテレフタル酸とエチレンオキサイドとを反応させるかしてテレフタル酸のグリコールエステルおよび/またはその低重合体を生成させる第1段階の反応と、第1段階の反応生成ものを減圧下加圧して所望の重合度になるまで重縮合反応させる第2段階の反応によって製造される。
以上のポリエチレンテレフタレートの固有粘度(o−クロロフェノール中、35℃で測定)は、通常、0.4〜0.8dl/g、好ましくは0.5〜0.7dl/gである。
Such polyester may be synthesized by any method. For example, usually terephthalic acid and ethylene glycol are directly reacted with ester, terephthalic acid lower alkyl ester such as dimethyl terephthalate is transesterified with ethylene glycol, or terephthalic acid is reacted with ethylene oxide. Thus, a first stage reaction for producing a glycol ester of terephthalic acid and / or a low polymer thereof, and a polycondensation reaction are carried out until the desired polymerization degree is reached by pressurizing the reaction product of the first stage under reduced pressure. Produced by a two-step reaction.
The intrinsic viscosity (measured in o-chlorophenol at 35 ° C.) of the above polyethylene terephthalate is usually 0.4 to 0.8 dl / g, preferably 0.5 to 0.7 dl / g.
上記の海成分ポリマーと島成分ポリマーからなる本発明の海島型複合繊維は、溶融紡糸時における海成分の溶融粘度が島成分ポリマーの溶融粘度よりも大きいことが必要である。海成分と島成分の溶融粘度比(海/島)は、好ましくは1.1〜2、さらに好ましくは1.2〜1.8である。かかる関係にある場合には、海成分の複合重量比率が40%未満と少なくなっても、島成分の大部分が接合して海島型複合繊維とは異なるものになり難い。
ここで、275℃における海成分ポリマーの溶融粘度は、通常、1,000〜3,000Poise、好ましくは1,200〜2,500Poiseである。
また、同温度における島成分ポリマーの溶融粘度は、通常、500〜3,000Poise、好ましくは1,000〜2,300Poiseである。
The sea-island composite fiber of the present invention comprising the sea component polymer and the island component polymer described above needs to have a melt viscosity of the sea component larger than that of the island component polymer during melt spinning. The melt viscosity ratio (sea / island) of the sea component and the island component is preferably 1.1 to 2, more preferably 1.2 to 1.8. In such a relationship, even if the composite weight ratio of the sea component is reduced to less than 40%, most of the island component is hardly joined to be different from the sea-island type composite fiber.
Here, the melt viscosity of the sea component polymer at 275 ° C. is usually 1,000 to 3,000 poise, preferably 1,200 to 2,500 poise.
In addition, the melt viscosity of the island component polymer at the same temperature is usually 500 to 3,000 poise, preferably 1,000 to 2,300 poise.
なお、島数は、多いほど海成分を溶解除去して極細繊維を製造する場合の生産性が高くなり、しかも得られる極細繊維の細さも顕著となって超極細繊維特有の柔らかさ、滑らかさ、光沢感などを表現することができるので、100以上、好ましくは500以上であることが重要である。ここで、島数が100未満の場合には、海成分を溶解除去しても極細繊度の単糸からなるハイマルチフィラメント糸を得ることができず本発明の目的を達成することができない。なお、島数があまりに多くなりすぎると紡糸口金の製造コストが高くなるだけでなく、加工精度自体も低下しやすくなるので1,000以下とするのが好ましい。   In addition, as the number of islands increases, the productivity in the production of ultrafine fibers by dissolving and removing sea components increases, and the fineness of the resulting ultrafine fibers becomes remarkable, and the softness and smoothness unique to ultrafine fibers It is important that the glossiness is 100 or more, preferably 500 or more, because glossiness can be expressed. Here, when the number of islands is less than 100, even if the sea component is dissolved and removed, a high multifilament yarn composed of a single yarn having a very fineness cannot be obtained, and the object of the present invention cannot be achieved. If the number of islands is too large, not only the manufacturing cost of the spinneret increases, but also the processing accuracy itself tends to decrease.
また、本発明の海島型複合繊維は、その海島重量比率(海:島)は、40:60〜5:95の範囲が好ましく、特に30:70〜10:90の範囲が好ましい。かかる範囲であれば、島間の海成分の厚みを薄くすることができ、海成分の溶解除去が容易となり、島成分の極細繊維への転換が容易になるので好ましい。ここで、海成分の割合が40%を超える場合には海成分の厚みが厚くなりすぎ、一方5%未満の場合には海成分の量が少なくなりすぎて、島間に接合が発生しやすくなる。   The sea-island composite fiber of the present invention preferably has a sea-island weight ratio (sea: island) in the range of 40:60 to 5:95, particularly preferably in the range of 30:70 to 10:90. Within such a range, the thickness of the sea component between the islands can be reduced, the sea component can be easily dissolved and removed, and the conversion of the island component into ultrafine fibers is facilitated. Here, when the proportion of the sea component exceeds 40%, the thickness of the sea component becomes too thick. On the other hand, when the proportion is less than 5%, the amount of the sea component becomes too small, and joining between islands is likely to occur. .
溶融紡糸に用いられる紡糸口金としては、島成分を形成するための中空ピン群や微細孔群を有するものなど任意のものを用いることができる。例えば、中空ピンや微細孔より押し出された島成分とその間を埋める形で流路を設計されている海成分流とを合流し、これを圧縮することにより海島断面形成がなされるいかなる紡糸口金でもよい。好ましく用いられる紡糸口金例を図1および2に示すが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
なお、図1は、中空ピンを海成分樹脂貯め部分に吐出してそれを合流圧縮する方式であり、図2は、中空ピンのかわりに微細孔方式で島を形成する方法である。
As the spinneret used for melt spinning, any one such as a hollow pin group for forming an island component or a group having a fine hole group can be used. For example, any spinneret that forms a cross section of the sea island by combining the island component extruded from the hollow pin or fine hole and the sea component flow that is designed to fill the gap between them is compressed. Good. Examples of spinnerets that are preferably used are shown in FIGS. 1 and 2, but are not necessarily limited thereto.
FIG. 1 shows a method in which hollow pins are discharged into a sea component resin reservoir portion and merged and compressed. FIG. 2 shows a method in which islands are formed by a fine hole method instead of hollow pins.
吐出された海島型断面複合繊維は、冷却風によって固化され、好ましくは1,500〜6,000m/分で溶融紡糸された後に巻き取られる。より好ましくは2,000〜3,500m/分である。1,500m/分未満では、目的とする微細繊維が得られず、かつ生産性が悪い。一方、6,000m/分を超えると、紡糸安定性が悪い。   The discharged sea-island type cross-section composite fiber is solidified by cooling air, and is preferably wound after being melt-spun at 1,500 to 6,000 m / min. More preferably, it is 2,000-3,500 m / min. If it is less than 1,500 m / min, the desired fine fiber cannot be obtained and the productivity is poor. On the other hand, if it exceeds 6,000 m / min, the spinning stability is poor.
得られた未延伸糸は、別途延伸工程をとおして所望の強度・伸度特性を有する複合繊維とするか、あるいは、一旦巻き取ることなく一定速度でローラーに引き取り、引き続いて延伸工程を通した後に巻き取る方法のいずれでも構わない。具体的には、60〜220℃、好ましくは60〜190℃、さらに好ましくは75℃〜180℃の予熱ローラー上で予熱し、延伸倍率1.2〜6.0倍、好ましくは2.0〜5.0倍で延伸し、セットローラー120〜220℃、好ましくは130〜200℃で熱セットを実施することが好ましい。予熱温度不足の場合には、目的とする高倍率延伸を達成することができなくなる。セット温度が低すぎると収縮率が高すぎるため好ましくない。また、セット温度が高すぎると該繊維の物性が著しく低下するため好ましくない。
このようにして得られる海島型複合繊維の伸度は、好ましくは5〜35%、さらに好ましくは9〜30%である。上記範囲外では、本発明の目的とする微細繊維が得られない。
なお、本発明に用いられる海島型複合繊維の強度は、好ましくは2.0〜6.0cN/dtex、さらに好ましくは3.5〜5.9cN/dtexである。
上記海島型複合繊維の強度・伸度は、紡糸・延伸温度・延伸倍率などの条件をコントロールすることにより調整することができる。
The obtained undrawn yarn is made into a composite fiber having desired strength and elongation characteristics through a separate drawing process, or is taken up by a roller at a constant speed without being wound once, and subsequently passed through a drawing process. Any method of winding later may be used. Specifically, it is preheated on a preheating roller of 60 to 220 ° C., preferably 60 to 190 ° C., more preferably 75 ° C. to 180 ° C., and a draw ratio of 1.2 to 6.0 times, preferably 2.0 to It is preferable that the film is stretched at 5.0 times and heat set is performed at a set roller of 120 to 220 ° C, preferably 130 to 200 ° C. In the case where the preheating temperature is insufficient, the desired high-magnification stretching cannot be achieved. If the set temperature is too low, the shrinkage rate is too high, which is not preferable. On the other hand, if the set temperature is too high, the physical properties of the fibers are remarkably lowered.
The elongation of the sea-island composite fiber thus obtained is preferably 5 to 35%, more preferably 9 to 30%. Outside the above range, the desired fine fiber of the present invention cannot be obtained.
The strength of the sea-island type composite fiber used in the present invention is preferably 2.0 to 6.0 cN / dtex, more preferably 3.5 to 5.9 cN / dtex.
The strength and elongation of the sea-island type composite fiber can be adjusted by controlling conditions such as spinning, stretching temperature, and draw ratio.
本発明のポリエステル微細繊維は、このようにして得られる海島型複合繊維から、海成分を抽出除去して、島成分であるポリエチレンテレフタレートを主体とする微細繊維である。
本発明においては、海島型複合繊維から、海成分を抽出除去するには、上記海島型複合繊維自体、あるいはこれを製織もしくは製編することにより得られた布帛を、加水分解処理によって、海成分を分解除去し、微細繊維を得る。加水分解剤で処理する方法としては、加水分解剤の水溶液中で加熱処理する方法が用いられる。加水分解剤としては、海成分が上記共重合ポリエステルの場合、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属化合物があるが、なかでも水酸化ナトリウムが好ましく用いられる。アルカリ水溶液の濃度および温度は、使用するアルカリ化合物の種類により異なるが、濃度は10〜300g/l、温度は40℃〜180℃、処理時間は2分〜20時間が好ましい。
The polyester fine fiber of the present invention is a fine fiber mainly composed of polyethylene terephthalate which is an island component by extracting and removing the sea component from the sea-island type composite fiber thus obtained.
In the present invention, in order to extract and remove the sea component from the sea-island type composite fiber, the sea-island type composite fiber itself or a fabric obtained by weaving or knitting the same is hydrolyzed to obtain the sea component. Is decomposed and removed to obtain fine fibers. As a method of treating with a hydrolyzing agent, a method of heat-treating in an aqueous solution of hydrolyzing agent is used. As the hydrolyzing agent, when the sea component is the above copolymerized polyester, there are alkali metal compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, and potassium carbonate. Among them, sodium hydroxide is preferably used. The concentration and temperature of the aqueous alkali solution vary depending on the type of alkali compound used, but the concentration is preferably 10 to 300 g / l, the temperature is 40 ° C. to 180 ° C., and the treatment time is preferably 2 minutes to 20 hours.
また、海成分がポリアミドの場合には、海成分の抽出除去は、ギ酸で25℃(室温)にて、処理時間は5分〜48時間が好ましい。   When the sea component is polyamide, the sea component is preferably extracted and removed with formic acid at 25 ° C. (room temperature), and the treatment time is preferably 5 minutes to 48 hours.
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。
なお、実施例で用いられたポリマーは、表1のとおりである。















Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
The polymers used in the examples are as shown in Table 1.















また、各評価項目は下記の方法で測定した。
(1)溶融粘度
乾燥処理後のポリマーを、275℃に設定したオリフィスにセットして5分間溶融保持したのち、数水準の荷重をかけて押し出し、そのときの剪断速度と溶融粘度をプロットし、そのプロットをなだらかに繋いで、剪断速度−溶融粘度曲線を作成し、剪断速度が1000秒−1の時の溶融粘度を見積った。
(2)島数
透過型電子顕微鏡TEMで繊維断面写真を撮影し、島数をカウントした。
Each evaluation item was measured by the following method.
(1) Melt viscosity The polymer after drying treatment was set in an orifice set at 275 ° C and melted and held for 5 minutes, then extruded under several levels of load, and the shear rate and melt viscosity at that time were plotted. The plot was gently connected to create a shear rate-melt viscosity curve, and the melt viscosity at a shear rate of 1000 sec- 1 was estimated.
(2) Island number A fiber cross-sectional photograph was taken with a transmission electron microscope TEM, and the number of islands was counted.
(3)海島型複合繊維の強度・伸度
海島型複合繊維9,000mの重量をn=3回測定して平均値から繊度を求めた。そして、室温で初期試料長=200mm、引っ張り速度200m/分として得た応力−伸長曲線を測定し、繊維破断点から強度・伸度を求めた。
(3) Strength and elongation of sea-island type composite fiber The weight of sea-island type composite fiber 9,000 m was measured n = 3 times, and the fineness was determined from the average value. Then, a stress-elongation curve obtained at room temperature with an initial sample length = 200 mm and a pulling speed of 200 m / min was measured, and the strength and elongation were determined from the fiber breaking point.
(6)微細繊維の強度・伸度
海島型複合繊維を用いて重量1g以上の筒編みを作成し、海成分を溶解除去し、その後筒編をほどき、室温で初期試料長=100mm、引っ張り速度200m/分として荷重−伸長曲線を求めた。繊度は、JIS-1015に記載の方法に準拠して測定した。強度は破断時の荷重値を算出した繊度で割った値、伸度は破断時の伸長値から求めた。
(6) Strength / elongation of fine fiber Using a sea-island type composite fiber, a tubular knitting with a weight of 1 g or more is prepared, the sea components are dissolved and removed, and then the tubular knitting is unwound. A load-elongation curve was determined at a speed of 200 m / min. The fineness was measured according to the method described in JIS-1015. The strength was obtained by dividing the load value at break by the calculated fineness, and the elongation was obtained from the elongation value at break.
(7)みかけの結晶サイズ
広角X線回折法に拠った。理学電気社製X線発生装置(RAD−3A型)を用い、ニッケルフィルターで単色化したCu−Kα線で散乱強度を測定し、次式で結晶化度を計算した。
結晶化度=結晶部の散乱強度/全散乱強度×100(%)
結晶サイズは反射の半値幅からScherrerの式を用いて計算した。
Scherrerの式 L=λ/β0cosθB
L:結晶サイズ[オングストローム]
λ:X線の波長(1.5418オングストローム)
θB:ブラッグ角、β0:(βE 2−βI 21/2
βE:半値幅の測定値、βI:装置定数(1.046×10-2
(7) Apparent crystal size Relyed on wide angle X-ray diffraction method. Using an X-ray generator (RAD-3A type) manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd., the scattering intensity was measured with Cu-Kα rays monochromatized with a nickel filter, and the crystallinity was calculated by the following formula.
Crystallinity = Scattering intensity of crystal part / total scattering intensity × 100 (%)
The crystal size was calculated from the half width of the reflection using the Scherrer equation.
Scherrer's equation L = λ / β 0 cosθ B
L: Crystal size [Angstrom]
λ: X-ray wavelength (1.5418 angstroms)
θ B : Bragg angle, β 0 : (β E 2 −β I 2 ) 1/2
β E : Measured value of half width, β I : Device constant (1.046 × 10 -2 )
(8)吸湿性
1gの試料の絶乾重量を測定した後、35℃、95%の人工気候室に入れ、24時間後の水分率を求めた。
(9)微細繊維径(単糸径)
海島型複合繊維を用いて重量1g以上の筒編みを作成し、海成分を溶解除去した後、表面をSEM観察、10点について繊維径測定し、平均値を算出した。
(8) Hygroscopicity After measuring the absolute dry weight of a 1 g sample, it was placed in an artificial climate room at 35 ° C. and 95%, and the moisture content after 24 hours was determined.
(9) Fine fiber diameter (single yarn diameter)
A cylindrical braid having a weight of 1 g or more was prepared using sea-island type composite fibers, and after sea components were dissolved and removed, the surface was subjected to SEM observation, the fiber diameter was measured at 10 points, and the average value was calculated.
[実施例1]
島成分にPET1、海成分に改質PET2を使用し、海成分:島成分を30:70の重量比率で、島数900の図1に示す紡糸口金を用いて紡糸温度280℃で溶融吐出させた。溶融吐出糸条は巻取り速度3,000m/分で安定して巻き取ることが可能であった。得られた未延伸糸を、延伸温度90℃、延伸倍率2.8倍でローラー延伸し、次いで150℃で熱セットして巻取り、11dtex/10filの延伸糸を得た。延伸糸の伸度は強度4.0cN/dtex、伸度13.0%であった。延伸糸を丸編みし、編物を作成した後、4%NaOH水溶液で95℃にて30%減量した。ここで、海島成分のアルカリ減量速度差は1,200倍であった。繊維断面を観察したところ、均一な微細繊維群を形成しており、繊維径は306nmであった。これらの微細繊維の物性を測定したところ、強度3.1cN/dtex、伸度30.0%であった。この編物を約1gに切取った後、95℃、35%で吸湿率を測定したところ、5%であった。また、繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが65Å、(100)面の見かけの結晶サイズは52Åであった。
[Example 1]
PET1 is used as the island component, and modified PET2 is used as the sea component, and the sea component: island component is melted at a weight ratio of 30:70 using the spinneret shown in FIG. It was. The melt-discharged yarn could be stably wound at a winding speed of 3,000 m / min. The obtained undrawn yarn was subjected to roller drawing at a drawing temperature of 90 ° C. and a draw ratio of 2.8 times, and then heated and wound at 150 ° C. to obtain a drawn yarn of 11 dtex / 10 fil. The drawn yarn had an elongation of 4.0 cN / dtex and an elongation of 13.0%. The drawn yarn was circular knitted to prepare a knitted fabric, and then the weight was reduced by 30% at 95 ° C. with a 4% NaOH aqueous solution. Here, the difference in alkali weight loss of the sea-island component was 1,200 times. When the cross section of the fiber was observed, a uniform fine fiber group was formed, and the fiber diameter was 306 nm. When the physical properties of these fine fibers were measured, the strength was 3.1 cN / dtex and the elongation was 30.0%. After cutting this knitted fabric to about 1 g, the moisture absorption rate was measured at 95 ° C. and 35% to be 5%. The apparent crystal size of the (010) plane in the fiber structure was 65 mm, and the apparent crystal size of the (100) plane was 52 mm.
[実施例2]
島成分にPET1、海成分に改質PET1を使用し、海成分:島成分を30:70の重量比率で、島数800の図1に示す紡糸口金を用いて紡糸温度280℃で溶融吐出させた。溶融吐出糸条は巻取り速度2,500m/分で安定して巻き取ること可能であった。得られた未延伸糸を延伸温度90℃、延伸倍率3.0倍でローラー延伸し、次いで150℃で熱セットして巻取り、50dtex/10filの延伸糸を得た。延伸糸の伸度は強度4.0cN/dtex、伸度22.5%であった。延伸糸を丸編みし、編物を作成した後、4%NaOH水溶液で95℃にて30%減量した。ここで、海島成分のアルカリ減量速度差は1,200倍であった。繊維断面を観察したところ、均一な微細繊維群を形成しており、繊維径は460nmであった。これらの微細繊維の物性を測定したところ、強度3.4cN/dtex、伸度40.4%であった。この編物を約1gに切取った後、95℃、35%で吸湿率を測定したところ、2%であった。また、繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが60Å、(100)面の見かけの結晶サイズは47Åであった。
[Example 2]
PET1 is used for the island component, and modified PET1 is used for the sea component. The sea component: island component is melted and discharged at a weight ratio of 30:70 at a spinning temperature of 280 ° C. using the spinneret shown in FIG. It was. The melt-discharged yarn could be stably wound at a winding speed of 2500 m / min. The obtained undrawn yarn was roller-drawn at a drawing temperature of 90 ° C. and a draw ratio of 3.0 times, and then heat-set at 150 ° C. and wound to obtain a drawn yarn of 50 dtex / 10 fil. The drawn yarn had an elongation of 4.0 cN / dtex and an elongation of 22.5%. The drawn yarn was circular knitted to prepare a knitted fabric, and then the weight was reduced by 30% at 95 ° C. with a 4% NaOH aqueous solution. Here, the difference in alkali weight loss of the sea-island component was 1,200 times. When the cross section of the fiber was observed, a uniform fine fiber group was formed, and the fiber diameter was 460 nm. When the physical properties of these fine fibers were measured, the strength was 3.4 cN / dtex and the elongation was 40.4%. After cutting out this knitted fabric to about 1 g, the moisture absorption rate was measured at 95 ° C. and 35% and found to be 2%. The apparent crystal size of the (010) plane in the fiber structure was 60 mm, and the apparent crystal size of the (100) plane was 47 mm.
[実施例3]
島成分にPET1、海成分に改質PET2を使用し、海成分:島成分を20:80の重量比率で、島数400の図1に示す紡糸口金を用いて紡糸温度280℃で溶融吐出させた。溶融吐出糸条は巻取り速度1,500m/分で安定して巻き取ること可能であった。得られた未延伸糸を延伸温度90℃、延伸倍率3.0倍でローラー延伸し、次いで150℃で熱セットして巻取り、11dtex/10filの延伸糸を得た。延伸糸の伸度は強度3.5cN/dtex、伸度17.4%であった。延伸糸を丸編みし、編物を作成した後、4%NaOH水溶液で95℃にて20%減量した。ここで、海島成分のアルカリ減量速度差は1,200倍であった。繊維断面を観察したところ、均一な微細繊維群を形成しており、繊維径は470nmであった。これらの微細繊維の物性を測定したところ、強度2.0cN/dtex、伸度43.6%であった。この編物を約1gに切取った後、95℃、35%で吸湿率を測定したところ、7.5%であった。また、繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが62Å、(100)面の見かけの結晶サイズは50Åであった。
[Example 3]
PET1 is used for the island component, and modified PET2 is used for the sea component, and the sea component: island component is melted and discharged at a weight ratio of 20:80 at a spinning temperature of 280 ° C. using the spinneret shown in FIG. It was. The melt-discharged yarn could be stably wound at a winding speed of 1,500 m / min. The obtained undrawn yarn was roller-drawn at a drawing temperature of 90 ° C. and a draw ratio of 3.0 times, and then heat-set at 150 ° C. and wound to obtain a drawn yarn of 11 dtex / 10 fil. The drawn yarn had an elongation of 3.5 cN / dtex and an elongation of 17.4%. The drawn yarn was circular knitted to create a knitted fabric, and then the weight was reduced by 20% at 95 ° C. with a 4% NaOH aqueous solution. Here, the difference in alkali weight loss of the sea-island component was 1,200 times. When the cross section of the fiber was observed, a uniform fine fiber group was formed, and the fiber diameter was 470 nm. When the physical properties of these fine fibers were measured, the strength was 2.0 cN / dtex and the elongation was 43.6%. After cutting this knitted fabric to about 1 g, the moisture absorption rate was measured at 95 ° C. and 35% to be 7.5%. The apparent crystal size of the (010) plane in the fiber structure was 62 mm, and the apparent crystal size of the (100) plane was 50 mm.
〔実施例4〕
島成分にPET2、海成分にNy-6を使用し、海成分:島成分を40:60の重量比率で、島数950の図1に示す紡糸口金を用いて紡糸温度280℃で溶融吐出させた。溶融吐出糸条は巻取り速度2,000m/分で安定して巻き取ることが可能であった。得られた未延伸糸を延伸温度90℃、延伸倍率2.0倍でローラー延伸し、次いで150℃で熱セットして巻取り、5.5dtex/10filの延伸糸を得た。延伸糸の伸度は強度3.5cN/dtex、伸度23.0%であった。延伸糸を丸編みし、編物を作成した後、室温でギ酸で40%海成分を溶解させた。繊維断面を観察したところ、均一な微細繊維群を形成しており、繊維径は185nmであった。これらの微細繊維の物性を測定したところ、強度1.9cN/dtex、伸度29.5%であった。この編物を約1gに切取った後、95℃、35%で吸湿率を測定したところ、6.8%であった。また、繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが70Å、(100)面の見かけの結晶サイズは59Åであった。
Example 4
PET2 is used for the island component, Ny-6 is used for the sea component, and the sea component: island component is melted at a weight ratio of 40:60 using a spinneret shown in FIG. It was. The melt-discharged yarn could be stably wound at a winding speed of 2,000 m / min. The obtained undrawn yarn was roller-drawn at a drawing temperature of 90 ° C. and a draw ratio of 2.0 times, and then heat-set at 150 ° C. to obtain a drawn yarn of 5.5 dtex / 10 fil. The drawn yarn had an elongation of 3.5 cN / dtex and an elongation of 23.0%. The drawn yarn was circular knitted to create a knitted fabric, and then 40% sea components were dissolved with formic acid at room temperature. When the cross section of the fiber was observed, a uniform fine fiber group was formed, and the fiber diameter was 185 nm. When the physical properties of these fine fibers were measured, the strength was 1.9 cN / dtex and the elongation was 29.5%. After cutting this knitted fabric to about 1 g, the moisture absorption rate was measured at 95 ° C. and 35%, and it was 6.8%. The apparent crystal size of the (010) plane in the fiber structure was 70 mm, and the apparent crystal size of the (100) plane was 59 mm.
〔比較例1〕
実施例1と同じポリマーを用いて、海成分:島成分を60:40の重量比率で、島数80の図1に示す紡糸口金を用いて紡糸温度280℃で溶融吐出させた。溶融吐出糸条は巻取り速度2,500m/分で安定して巻き取ること可能であった。得られた未延伸糸を延伸温度90℃、延伸倍率1.6倍でローラー延伸し、次いで150℃で熱セットして巻取り、24.2dtex/10filの延伸糸を得た。延伸糸の伸度は強度2.5cN/dtex、伸度38.9%であった。延伸糸を丸編みし、編物を作成した後、4%NaOH水溶液で95℃にて60%減量した。ここで、海島成分のアルカリ減量速度差は1,200倍であった。繊維断面を観察したところ、均一な微細繊維群を形成しており、繊維径は1.0μmであった。これらの微細繊維の物性を測定したところ、強度1.4cN/dtex、伸度65.4%であった。この編物を約1gに切取った後、95℃、35%で吸湿率を測定したところ、0.7%と低かった。また、繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが55Å、(100)面の見かけの結晶サイズは44Åと結晶サイズも小さかった。
[Comparative Example 1]
Using the same polymer as in Example 1, the sea component: island component was melted and discharged at a spinning temperature of 280 ° C. using a spinneret shown in FIG. The melt-discharged yarn could be stably wound at a winding speed of 2500 m / min. The obtained undrawn yarn was roller-drawn at a drawing temperature of 90 ° C. and a draw ratio of 1.6 times, and then heat-set at 150 ° C. and wound to obtain a drawn yarn of 24.2 dtex / 10 fil. The elongation of the drawn yarn was 2.5 cN / dtex in strength and 38.9% in elongation. The drawn yarn was circularly knitted to prepare a knitted fabric, and then the weight was reduced 60% at 95 ° C. with 4% NaOH aqueous solution. Here, the difference in alkali weight loss of the sea-island component was 1,200 times. When the cross section of the fiber was observed, a uniform fine fiber group was formed, and the fiber diameter was 1.0 μm. When the physical properties of these fine fibers were measured, the strength was 1.4 cN / dtex and the elongation was 65.4%. After cutting this knitted fabric to about 1 g, the moisture absorption rate was measured at 95 ° C. and 35%, and it was as low as 0.7%. In addition, the apparent crystal size of the (010) plane in the fiber structure was 55Å, and the apparent crystal size of the (100) plane was 44Å and the crystal size was also small.
〔比較例2〕
実施例1と同じポリマーを用いて、海成分:島成分を30:70の重量比率で、島数13の図1に示す紡糸口金を用いて紡糸温度280℃で溶融吐出させた。溶融吐出糸条は巻取り速度1,000m/分で安定して巻き取ること可能であった。得られた未延伸糸を延伸温度90℃、延伸倍率4.6倍でローラー延伸し、次いで150℃で熱セットして巻取り、44dtex/36filの延伸糸を得た。延伸糸の伸度は強度5.4cN/dtex、伸度10.9%であった。延伸糸を丸編みし、編物を作成した後、4%NaOH水溶液で95℃にて30%減量した。ここで、海島成分のアルカリ減量速度差は1200倍であった。繊維断面を観察したところ、均一な微細繊維群を形成しており、繊維径は2.5μmであった。これらの微細繊維の物性を測定したところ、強度4.0cN/dtex、伸度31.4%であった。この編物を約1gに切取った後、95℃、35%で吸湿率を測定したところ、0.5%と低かった。また、繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが50Å、(100)面の見かけの結晶サイズは41Åと結晶サイズも小さかった。







[Comparative Example 2]
Using the same polymer as in Example 1, the sea component: island component was melted and discharged at a spinning temperature of 280 ° C. using a spinneret shown in FIG. The melt-discharged yarn could be stably wound at a winding speed of 1,000 m / min. The obtained undrawn yarn was roller-drawn at a drawing temperature of 90 ° C. and a draw ratio of 4.6 times, and then heat-set at 150 ° C. and wound to obtain a drawn yarn of 44 dtex / 36 fil. The drawn yarn had an elongation of 5.4 cN / dtex and an elongation of 10.9%. The drawn yarn was circular knitted to prepare a knitted fabric, and then the weight was reduced by 30% at 95 ° C. with a 4% NaOH aqueous solution. Here, the alkali weight loss rate difference of the sea island component was 1200 times. When the cross section of the fiber was observed, a uniform fine fiber group was formed, and the fiber diameter was 2.5 μm. When the physical properties of these fine fibers were measured, the strength was 4.0 cN / dtex and the elongation was 31.4%. After cutting this knitted fabric to about 1 g and measuring the moisture absorption rate at 95 ° C. and 35%, it was as low as 0.5%. In addition, the apparent crystal size of the (010) plane in the fiber structure was 50 Å, and the apparent crystal size of the (100) plane was 41 Å, which was also small.







本発明のポリエステル微細繊維は、従来にない特徴のひとつに、微細繊維であるがゆえに比表面積が大きくなるという特徴がある。このため、優れた吸着・吸収特性を持つ。この効果を生かして、例えば、機能性薬剤を吸収させて新たな用途展開が可能となる。機能性薬剤とは、例えばたんぱく質、ビタミン類など健康・美容促進のための薬剤、そのほか抗炎症剤や消毒剤などの医薬品なども用いることができる。一方で、吸収・吸着特性だけではなく、優れた除放特性を持つ。この効果を生かして先述した機能性薬剤を除放させるなど、ドラッグデリバリーシステムをはじめとし、さまざまな医薬・衛生用途に展開可能である。
本発明のポリエステル微細繊維を少なくとも一部に含む繊維製品は、糸、組み紐状糸、短繊維からなる紡績状糸、織物、編物、フェルト、不織布、人工皮革などの中間製品とすることができる。ここで、「少なくとも一部に含む」とは、上記繊維製品の5重量%以上、好ましくは10重量%以上が本発明のポリエステル微細繊維から構成されていることを意味する。
本発明では、これらの中間製品を、ジャケット、スカート、パンツ、下着などの衣料、スポーツ衣料、衣料資材、カーペット、ソファー、カーテンなどのインテリア製品、カーシートなどの車両内装品、化粧品、化粧品マスク、ワイピングクロス、健康用品などの生活用途や研磨布、フィルター、有害物質除去製品、電池用セパレーターなどの環境・産業資材用途や、縫合糸、スキャフォールド、人工血管、血液フィルターなどの医療用途に使うことができる。
The polyester fine fiber of the present invention has a feature that the specific surface area is increased because it is a fine fiber. For this reason, it has excellent adsorption and absorption characteristics. Taking advantage of this effect, for example, a functional drug can be absorbed to develop a new application. As functional drugs, for example, drugs for promoting health and beauty such as proteins and vitamins, and other drugs such as anti-inflammatory agents and disinfectants can be used. On the other hand, it has not only absorption / adsorption characteristics but also excellent controlled release characteristics. Taking advantage of this effect, the above-mentioned functional drugs can be released, and can be deployed in various pharmaceutical and hygiene applications including drug delivery systems.
The fiber product containing at least a part of the polyester fine fiber of the present invention can be an intermediate product such as yarn, braided yarn, spun yarn composed of short fibers, woven fabric, knitted fabric, felt, non-woven fabric, and artificial leather. Here, “included in at least a part” means that 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more of the fiber product is composed of the polyester fine fiber of the present invention.
In the present invention, these intermediate products are classified into clothing such as jackets, skirts, pants and underwear, sports clothing, clothing materials, interior products such as carpets, sofas and curtains, vehicle interior products such as car seats, cosmetics, cosmetic masks, Use for daily use such as wiping cloth and health supplies, environment and industrial materials such as abrasive cloths, filters, products for removing harmful substances, battery separators, and medical applications such as sutures, scaffolds, artificial blood vessels, blood filters, etc. Can do.
本発明に用いられる海島型複合繊維を溶融紡糸するための1実施例の紡糸口金の断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the spinneret of one Example for melt spinning the sea-island type composite fiber used for this invention. 本発明に用いられる海島型複合繊維を溶融紡糸するための他の実施例の紡糸口金の断面構成図である。It is a cross-sectional block diagram of the spinneret of the other Example for melt-spinning the sea-island type composite fiber used for this invention.

Claims (10)

  1. ポリエチレンテレフタレートを主体とし、繊維径50nm以上800nm以下、強度が1.5〜6.0cN/dtex、伸度が15〜60%、かつ35℃,95%での吸湿率が1.5%以上であることを特徴とするポリエステル微細繊維。   Mainly composed of polyethylene terephthalate, fiber diameter of 50 nm to 800 nm, strength of 1.5 to 6.0 cN / dtex, elongation of 15 to 60%, and moisture absorption at 35 ° C. and 95% of 1.5% or more. Polyester fine fiber characterized by being.
  2. 繊維構造中の(010)面の見かけの結晶サイズが60Å以上であり、かつ(100)面の見かけの結晶サイズが45Å以上である請求項1記載のポリエステル微細繊維。   The fine polyester fiber according to claim 1, wherein the apparent crystal size of the (010) plane in the fiber structure is 60 mm or more, and the apparent crystal size of the (100) plane is 45 mm or more.
  3. 溶融粘度が高い易溶解成分と、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする溶融粘度が低い難溶解成分とを、前者を海成分とし後者を島成分として紡糸速度1,500〜6,000m/分で溶融紡糸した後、得られた海島型複合未延伸糸を温度60〜220℃で配向結晶化延伸させて海島型複合繊維となし、この海島型複合繊維から、海成分を抽出除去して島成分がポリエチレンテレフタレートを主体とする微細繊維として得られたものである請求項1または2に記載のポリエステル微細繊維。   Melt spinning at a spinning speed of 1,500 to 6,000 m / min with an easily soluble component having a high melt viscosity and an insoluble component having a low melt viscosity mainly composed of polyethylene terephthalate, the former as a sea component and the latter as an island component After that, the obtained sea-island type composite unstretched yarn is oriented, crystallized and stretched at a temperature of 60 to 220 ° C. to form a sea-island type composite fiber, and the sea component is extracted and removed from the sea-island type composite fiber. The polyester fine fiber according to claim 1 or 2, which is obtained as a fine fiber mainly composed of terephthalate.
  4. 海島型複合繊維の伸度が5%〜35%である請求項3記載のポリエステル微細繊維。   The polyester fine fiber according to claim 3, wherein the elongation of the sea-island type composite fiber is 5% to 35%.
  5. 海島型複合繊維において、海成分と島成分の溶融粘度比(海/島)が1.1〜2.0であり、海成分と島成分の重量比率(海:島)が40:60〜5:95である請求項3または4に記載のポリエステル微細繊維。   In the sea-island type composite fiber, the melt viscosity ratio (sea / island) of the sea component and the island component is 1.1 to 2.0, and the weight ratio (sea: island) of the sea component and the island component is 40:60 to 5 The polyester fine fiber according to claim 3 or 4, which is: 95.
  6. 海島型複合繊維の海成分が5−ナトリウムスルホイソフタル酸を6〜12モル%および分子量4,000〜12,000のポリエチレングリコールを3〜10重量%共重合した共重合ポリエチレンテレフタレートを主成分とする請求項3〜5いずれかに記載のポリエステル微細繊維。   The sea component of the sea-island type composite fiber is mainly composed of copolymerized polyethylene terephthalate obtained by copolymerizing 6 to 12 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid and 3 to 10 wt% of polyethylene glycol having a molecular weight of 4,000 to 12,000. The polyester fine fiber in any one of Claims 3-5.
  7. 海島型複合繊維の海成分がポリアミドであり、ギ酸に可溶である請求項3〜5いずれかに記載のポリエステル微細繊維。   The polyester fine fiber according to any one of claims 3 to 5, wherein the sea component of the sea-island composite fiber is polyamide and is soluble in formic acid.
  8. 請求項1〜7いずれかに記載のポリエステル微細繊維を含む繊維製品。   A fiber product comprising the polyester fine fiber according to claim 1.
  9. 織編物、フェルトもしくは不織布、または組紐状糸もしくは短繊維からなる紡績状糸である請求項8記載の繊維製品。   The textile product according to claim 8, which is a woven or knitted fabric, felt or nonwoven fabric, or a spun yarn made of braided yarn or short fiber.
  10. 衣料・インテリア製品、産業資材製品、生活資材製品、環境資材製品、または医薬・衛生製品である請求項8記載の繊維製品。
    The textile product according to claim 8, which is a clothing / interior product, an industrial material product, a living material product, an environmental material product, or a pharmaceutical / hygiene product.
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